CN114311944B - 防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，包括以下步骤：将含聚醚多元醇的TPU粒子干燥，并预热料筒，然后打开挤出机，先加入少量的原料，待正常挤出熔融塑料后，加入正常量的原料，再从芯膜通入压缩空气，吹塑形成TPU薄膜；将TPU薄膜分成TPU薄膜表层和TPU薄膜底层，在TPU薄膜表层上涂覆第一吸附颗粒，在TPU薄膜底层上涂覆第二吸附颗粒；在TPU薄膜表层和TPU薄膜底层之间层压吸水层；取吸附型纤维作表纱，取透气型纤维作底纱，取竹节纤维勾连表纱和底纱，形成面料层；采用聚氨酯热熔胶作为粘合剂，进行热熔层压复合，得成品。本发明具有对环境的隔离效果好、服用舒适性好的特点。

Description

防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜复合面料，特别是一种防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法。

背景技术

目前，医疗防护服主要采用聚乙烯/聚丙烯纺黏非织造布与透气微孔薄膜复合，或用水刺非织造布与透气微孔薄膜复合，或用木桨复合水刺非织造布。其中透气微孔薄膜是一次性防护服的关键组成部分，其透气防水的原理为在纺薄膜前将碳酸钙粉末加到薄膜原料中,薄膜成型后经拉伸产生微孔，拉伸时聚合物与碳酸钙颗粒之间发生界面剥离，碳酸钙颗粒周围就形成了相互连通的蜿蜒曲折的孔隙或通道，赋予了薄膜透气透湿而液体不能渗透的功能，从而沟通了薄膜两面的环境。但是在实际应用中发现，在长时间高强度使用中，该类的复合面料舒适度不佳，人体产生的汗液无法有效排除，容易产生闷热感，导致皮肤红肿、过敏等现象，且微孔透气膜的撕裂强度不够，治疗过程中会因碰到桌角、担架等尖锐物而破裂，增加感染风险，降低使用寿命。

TPU，又称热塑性聚氨酯橡胶或热塑性聚氨酯弹性体，是一种线性嵌段共聚物，由低聚物多元醇软段和异氰酸酯硬段构成。TPU薄膜是一种致密型薄膜，利用TPU原材料经过塑化吹胀而成。由于具有高的拉伸强度、伸长率、高撕裂强度、耐环境和化学品腐蚀，硬度范围广，承载能力大，因此在纺织行业被大量应用。对于无孔亲水型透湿薄膜TPU而言，分子链段上有许多利用水分子迁移的化学基团，通过“吸湿-扩散-放湿”过程中成功将人体汗气排出，即其亲水性链段吸收人体散发的汗液，将湿气由内部迅速向外层扩散，最后将湿气向外界环境中蒸发。

传统的TPU复合织物是将TPU薄膜直接通过粘合剂粘贴在普通织物上制成，这种方法虽然简单、高效，但是形成的复合织物功能性单一，在长时间承载水体下，还是容易存在渗水情况，对环境的隔离效果有待加强，而且对于人体的汗液不能很好地吸收，还有一定的出汗沾附和闷热感，服用舒适性有待加强，无法满足人们日益增长的功能性需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法。本发明具有对环境的隔离效果好、服用舒适性好的特点。

本发明的技术方案：防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备TPU薄膜

a、将含聚醚多元醇的TPU粒子进行干燥，并在干燥器内停留2-5h，得A品；

b、预热料筒，并保温20-30min；

c、打开挤出机，低速运行，先加入少量的A品，待正常挤出熔融塑料后，加入正常量的A品，再从芯膜通入压缩空气，牵引管坯通过冷却风环至牵引辊，形成表面平整、无微孔的TPU薄膜，为B品；

d、将B品分成TPU薄膜表层和TPU薄膜底层，在TPU薄膜表层的底部涂覆第一吸附颗粒，得C1品；在TPU薄膜底层的顶层涂覆第二吸附颗粒，得C2品；

e、在C1品和C2品之间层压吸水层，得D品；

S2、制备面料

取吸附型纤维作为表纱，取透气型纤维作为底纱，取竹节纤维作为连接纱，勾连表纱和底纱，形成面料层；

S3、制备热熔胶

取聚醚二元醇和MDI，通过本体聚合反应合成反应型湿固化聚氨酯热熔胶；

S4、层压复合

采用反应型湿固化聚氨酯热熔胶作为粘合剂，通过复合机组将D品与面料层进行热熔层压复合，得成品。

前述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法中，所述吸水层包括呈波浪状分布的吸水粒子，吸水粒子的上部包裹有由抗静电纤维构成的导流层，所述导流层上设有直流孔和树状孔；吸水粒子的下部包裹有由疏水纤维构成的透气层，透气层上设有上小下大的锥形孔。

前述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法中，所述树状孔包括与最低位置的吸水粒子连通的主孔，以及与最低位置两侧的吸水粒子连通的支孔；所述直流孔与最高位置的吸水粒子连通。

前述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法中，所述第一吸附颗粒和第二吸附颗粒采用纳米级的活性碳粒子、硅藻矿物球或者富勒烯C60。

前述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法中，所述吸附型纤维由若干十字形截面纤维和Y字形截面纤维混纺而成；透气型纤维由若干豆形截面的中空纤维构成，相邻中空纤维之间形成气流间隙。

前述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法中，所述竹节纤维包括中心纤维和位于中心纤维上的粗节点，粗节点上设有若干围绕中心纤维的腔体，腔体内填充有若干抗菌颗粒。

前述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法中，所述中心纤维包括若干道平行分布的阻燃纤维和竹纤维，阻燃纤维和竹纤维之间穿插交叉缠绕有两道聚乙烯纤维。

与现有技术相比，本发明通过采用聚醚型的TPU薄膜，提高聚合物对水的亲和力，柔软性更佳，阻隔性更佳，舒适性强，通过改进制备方法，提高薄膜强度和厚度均匀性，提高同一批次的质量稳定性；本发明采用双层的TPU薄膜，具有良好的防水透湿性能和隔离有害微生物性能，在穿着者和环境之间建立起一道具有有效保护性的阻隔屏障；在双层的TPU薄膜之间设置第一吸附颗粒、吸水层和第二吸附颗粒，可以有效对经过TPU薄膜的空气进行多重吸附，去除异味、细菌等有害物质，并对渗透的水分进行吸除，进一步提高防水性能；采用的热熔胶质量稳定，黏合附着性强；

面料层的表面通过吸附型纤维在隔离外界水分的同时，有效吸收人体产生的汗液，并起到良好的杂质吸附作用，洁净、干燥皮肤，通过透气型纤维将人体产生的汗液排出，避免闷热感，提高服用舒适性，连接纱的设置提高面料层的结构稳定性和物理机械性能。

因此，本发明具有对环境的隔离效果好、服用舒适性好的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是吸附型纤维的结构示意图；

图3是透气型纤维的结构示意图；

图4是竹节纤维的结构示意图；

图5是中心纤维的结构示意图。

附图中的标记为：1、TPU薄膜表层；2、TPU薄膜底层；3、吸水层；31、吸水粒子；32、导流层；33、直流孔；34、树状孔；35、透气层；36、锥形孔；41、第一吸附颗粒；42、第二吸附颗粒；5、面料层；51、吸附型纤维；511、十字形截面纤维；512、Y字形截面纤维；52、透气型纤维；521、中空纤维；522、气流间隙；53、竹节纤维；531、中心纤维；532、粗节点；533、腔体；534、抗菌颗粒；535、阻燃纤维；536、竹纤维；537、聚乙烯纤维。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：

如图1-5所示，防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备TPU薄膜

a、将含聚醚多元醇的TPU粒子进行干燥，并在干燥器内停留2-5h，得A品；采用聚醚型的TPU薄膜，透湿效果是普通TPU薄膜的5-6倍，具有亲水性，提高聚合物对水的亲和力，改进了水气的渗透性，柔软性更佳，阻隔性更佳，舒适性强；在吹塑前期进行干燥，避免TPU粒子吸湿而影响后续的操作以及成型效果；

b、预热料筒，并保温20-30min；

c、打开挤出机，低速运行，先加入少量的A品，加温至熔融温度，待正常挤出熔融塑料后，加入正常量的A品，再从芯膜通入压缩空气，牵引管坯通过冷却风环至牵引辊，形成表面平整、无微孔的TPU薄膜，为B品；该步骤使得形成的TPU薄膜平整，在后期与面料复合时不易产生断膜，薄膜的水压测试正常，成膜性好，且具有良好的力学性能和透湿性能；

d、将B品分成TPU薄膜表层1和TPU薄膜底层2，在TPU薄膜表层1的底部涂覆第一吸附颗粒41，得C1品；在TPU薄膜底层2的顶层涂覆第二吸附颗粒42，得C2品；

e、在C1品和C2品之间层压吸水层3，得D品；

S2、制备面料

取吸附型纤维51作为表纱，取透气型纤维52作为底纱，取竹节纤维53作为连接纱，勾连表纱和底纱，形成面料层5；

S3、制备热熔胶

取聚醚二元醇和MDI，通过本体聚合反应合成反应型湿固化聚氨酯热熔胶；

S4、层压复合

将面料层5利用含有少量臭氧的空气进行等离子体处理；采用反应型湿固化聚氨酯热熔胶作为粘合剂，通过复合机组将D品与面料层5进行热熔层压复合，得成品。通过含有少量臭氧的空气进行等离子体处理后再进行复合的生产工艺，有效改善了复合织物的力学性能，并且避免了TPU复合织物长时间存放后所产生的卷曲、变形等不良现象。

其中，热熔胶从雕刻辊转移到薄膜上时，热熔胶设置低粘度和高流动性，避免拉丝现象，减低转移难度，提高分离效率，减少浪费，降低成本；在层压复合时，热熔胶设置低流动性和高粘度性，保证织物和薄膜复合，在一定压力下瞬间复合在一起，避免层压织物在离开压合点后又可能分开，避免热熔胶渗透过织物造成透胶，提高外观、手感、黏连强度和耐洗性能等。

最后再将成品进行紫外光照处理，提高复合牢固性和耐用性。

所述吸水层3包括呈波浪状分布的吸水粒子31，所述吸水粒子31可以采用高分子吸水树脂。吸水粒子31的上部包裹有由抗静电纤维构成的导流层32，所述导流层32上设有直流孔33和树状孔34；将吸水粒子31设置成波浪状分布结构，一方面增加吸水面积，提高吸水性能，另一方面即使薄膜发生拉伸延展，也能保证吸水粒子31的致密性和吸水效果。抗静电纤维通过吸收环境中的水分，使产生的大部分静电泄漏，配合吸水粒子31吸水而构造的高湿度环境，形成“水膜”，增加静电泄漏量；所述树状孔34包括与最低位置的吸水粒子31连通的主孔，以及与最低位置两侧的吸水粒子31连通的支孔；所述直流孔33与最高位置的吸水粒子31连通；设置的直流孔33和树状孔34将渗入到吸水层3的水体进行有效引流和分流，充分利用吸水粒子31进行吸附，提高吸水效率。

吸水粒子31的下部包裹有由疏水纤维构成的透气层35，透气层35上设有上小下大的锥形孔36。透气层35的设置使得湿气可以自由排放，避免内部溶胀、闷热而影响服用性能。

所述第一吸附颗粒41和第二吸附颗粒42采用纳米级的活性碳粒子、硅藻矿物球或者富勒烯C60。有效吸收透过PTU薄膜的细菌、异味等，并且抑制吸水层3吸水后潮湿环境下的细菌滋生。第一吸附颗粒41和第二吸附颗粒42可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料。

所述吸附型纤维51由若干十字形截面纤维511和Y字形截面纤维512混纺而成，吸附型纤维51采用棉纤维，比表面积大、吸附性强、亲肤性好；透气型纤维52由若干豆形截面的中空纤维521构成，相邻中空纤维521之间形成气流间隙522，透气型纤维52采用涤纶纤维，具有良好的保形性。人体排出的汗液通过透气型纤维52被吸附型纤维51吸收，使穿着者内部保持干燥，且透气型纤维52由若干豆形截面的中空纤维521构成，增加面料的保暖性和舒适性，不易变形。

所述竹节纤维53包括中心纤维531和位于中心纤维531上的粗节点532，粗节点532上设有若干围绕中心纤维531的腔体533，腔体533内填充有若干抗菌颗粒534。将竹节纤维53作为勾连表纱和底纱的连接纱，增加了纱线和纱线之间的毛细通道，提高吸湿排水性能以及抗菌颗粒534与环境之间的接触面积，提高抗菌能力，且设置的抗菌颗粒534的设置还提高竹节纤维53的强度，提高面料层5的结构稳定性，不易断丝脱丝。

所述中心纤维531包括若干道平行分布的阻燃纤维535和竹纤维536，阻燃纤维535和竹纤维536之间穿插交叉缠绕有两道聚乙烯纤维537。利用阻燃纤维535和竹纤维536的配合，起到良好的抑菌、防臭、阻燃效果，阻燃纤维535和竹纤维536的外部交叉缠绕聚乙烯纤维537，提高中心纤维531的强度以及内部阻燃纤维535和竹纤维536的紧固度，防止纤维松散脱丝。

对外而言，外界的空气通过TPU薄膜表层1和TPU薄膜底层2进行双重防护，能够有效隔离外界的有害微生物，并具有良好的防水透湿性能，在穿着者和环境之间建立起一道具有有效保护性的阻隔屏障；通过在TPU薄膜表层1和TPU薄膜底层2之间设置第一吸附颗粒41、吸水层3和第二吸附颗粒42，可以有效对经过过滤的空气进行多重吸附，去除异味、细菌等有害物质，并对渗透的水分进行吸除，有效提高防水性能；

对内而言，在TPU薄膜底层2的底部通过热熔胶层压面料层5，面料层5通过透气型纤维52将人体产生的汗液排出到吸附型纤维51上，避免闷热感，提高服用舒适性，竹节纤维53的设置提高面料层5的结构稳定性和物理机械性能；通过吸附型纤维51在吸附隔离外界污染的同时，也有效吸收人体产生的汗液，洁净、干燥皮肤。

通过以上的设置，使得制得的复合针织面料具有良好的防水性、透气性、防菌性、防静电性，面料的各项性能指标如下表1所示。

表1复合针织面料的性能指标

性能指标	测量值
		耐静水压	≥1.67kPa
透湿量	≥2500g/m2·d
		抗合成血液穿透性	≥1.75kPa
表面抗湿性	≥3级
		断裂伸长率	≥30％
断裂强力	≥45N

Claims (6)

1.防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、制备TPU薄膜

a、将含聚醚多元醇的TPU粒子进行干燥，并在干燥器内停留2-5h，得A品；

b、预热料筒，并保温20-30min；

c、打开挤出机，低速运行，先加入少量的A品，待正常挤出熔融塑料后，加入正常量的A品，再从芯膜通入压缩空气，牵引管坯通过冷却风环至牵引辊，形成表面平整、无微孔的TPU薄膜，为B品；

d、将B品分成TPU薄膜表层（1）和TPU薄膜底层（2），在TPU薄膜表层（1）上涂覆第一吸附颗粒（41），得C1品；在TPU薄膜底层（2）上涂覆第二吸附颗粒（42），得C2品；

e、在C1品和C2品之间层压吸水层（3），得D品；

所述吸水层（3）包括呈波浪状分布的吸水粒子（31），吸水粒子（31）的上部包裹有由抗静电纤维构成的导流层（32），所述导流层（32）上设有直流孔（33）和树状孔（34）；吸水粒子（31）的下部包裹有由疏水纤维构成的透气层（35），透气层（35）上设有上小下大的锥形孔（36）；

S2、制备面料

取吸附型纤维（51）作为表纱，取透气型纤维（52）作为底纱，取竹节纤维（53）作为连接纱，勾连表纱和底纱，形成面料层（5）；

S3、制备热熔胶

取聚醚二元醇和MDI，通过本体聚合反应合成反应型湿固化聚氨酯热熔胶；

S4、层压复合

采用反应型湿固化聚氨酯热熔胶作为粘合剂，通过复合机组将D品与面料层（5）进行热熔层压复合，得成品。

2.根据权利要求1所述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，其特征在于：所述树状孔（34）包括与最低位置的吸水粒子（31）连通的主孔，以及与最低位置两侧的吸水粒子（31）连通的支孔；所述直流孔（33）与最高位置的吸水粒子（31）连通。

3.根据权利要求1所述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，其特征在于：所述第一吸附颗粒（41）和第二吸附颗粒（42）采用纳米级的活性碳粒子、硅藻矿物球或者富勒烯C60。

4.根据权利要求1所述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，其特征在于：所述吸附型纤维（51）由若干十字形截面纤维（511）和Y字形截面纤维（512）混纺而成；透气型纤维（52）由若干豆形截面的中空纤维（521）构成，相邻中空纤维（521）之间形成气流间隙（522）。

5.根据权利要求1所述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，其特征在于：所述竹节纤维（53）包括中心纤维（531）和位于中心纤维（531）上的粗节点（532），粗节点（532）上设有若干围绕中心纤维（531）的腔体（533），腔体（533）内填充有若干抗菌颗粒（534）。

6.根据权利要求5所述的防护服用透湿薄膜层压复合针织面料的制备方法，其特征在于：所述中心纤维（531）包括若干道平行分布的阻燃纤维（535）和竹纤维（536），阻燃纤维（535）和竹纤维（536）之间穿插交叉缠绕有两道聚乙烯纤维（537）。

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